circXPNPEP3作为糖尿病肾病生物标志物的诊断作用

《Diabetes, Metabolic Syndrome and Obesity》：Diagnostic Roles of circXPNPEP3 as Biomarker for Diabetic Nephropathy

　　糖尿病肾病（DN）的血清circXPNPEP3表达水平升高，且与临床指标相关，ROC曲线显示其作为诊断生物标志物的AUC为0.8389，具有潜在临床应用价值。

　　糖尿病肾病（Diabetic Nephropathy, DN）是糖尿病（Diabetes Mellitus, DM）的一种常见慢性微血管并发症，其发生与长期高血糖状态密切相关。DN不仅会显著影响肾脏功能，还可能导致终末期肾病（End-Stage Renal Disease, ESRD），需要依赖透析或肾移植等治疗手段。由于DN的早期阶段常常缺乏特异性症状，因此早期诊断和干预显得尤为重要。近年来，环状RNA（Circular RNAs, circRNAs）因其独特的结构和稳定性，逐渐成为多种疾病中具有诊断价值的生物标志物之一。circRNAs是一类由RNA前体通过反向剪接形成的闭环结构，相较于线性RNA，它们具有更高的稳定性和组织特异性，因此在非侵入性诊断中展现出巨大潜力。

在糖尿病相关疾病的背景下，circXPNPEP3作为一种新型circRNA，已经被发现其表达水平在高糖诱导的人脐静脉内皮细胞（Human Umbilical Vein Endothelial Cells, HUVECs）中显著上调。这一发现提示circXPNPEP3可能在糖尿病引发的微血管损伤中扮演重要角色。进一步的研究表明，circXPNPEP3在糖尿病肾病患者的血清中也呈现出类似的上调趋势，这为探索其作为非侵入性诊断标志物提供了新的思路。然而，circXPNPEP3在DN中的具体功能机制及其作为生物标志物的临床价值仍需深入研究。

本研究的主要目标是评估circXPNPEP3在DN患者血清中的表达水平，并探讨其作为诊断标志物的可行性。为了实现这一目标，研究人员通过定量实时聚合酶链反应（Quantitative Real-Time Polymerase Chain Reaction, qRT-PCR）技术，对DN组织和血清样本中的circXPNPEP3进行了检测。研究对象包括51名确诊为DN的患者和51名健康对照者。DN的诊断依据包括肾活检结果或临床标准，如尿白蛋白/肌酐比值（Urine Albumin/Creatinine Ratio, uACR）超过30 mg/g，或估算肾小球滤过率（Estimated Glomerular Filtration Rate, eGFR）低于60 mL/min per 1.73 m2。所有样本在?80°C条件下保存，以确保RNA的完整性。

研究结果显示，circXPNPEP3在DN组织和血清中的表达水平均显著高于非DN组织和健康对照者的血清样本。这一发现不仅验证了circXPNPEP3在DN中的异常表达，还为后续分析其与临床特征之间的关系奠定了基础。为了进一步评估circXPNPEP3的诊断价值，研究人员采用受试者工作特征曲线（Receiver Operating Characteristic Curve, ROC曲线）分析方法。结果显示，血清中的circXPNPEP3具有较高的诊断效能，其曲线下面积（Area Under the Curve, AUC）达到0.8389，表明其在区分DN患者与健康人群方面具有较高的敏感性和特异性。在最佳截断值0.4145下，circXPNPEP3的敏感性为70.59%，特异性为86.27%。这一结果表明，circXPNPEP3可能在早期检测DN方面具有重要的应用前景。

此外，为了更全面地理解circXPNPEP3在DN中的功能，研究人员通过生物信息学方法构建了涉及circXPNPEP3的ceRNA（Competing Endogenous RNA）网络。ceRNA网络是circRNA通过与miRNA结合，调控特定mRNA表达的一种机制。在本研究中，通过miRanda v3.3a算法预测了circXPNPEP3可能与的miRNA包括hsa-miR-135b-5p、hsa-miR-135a-3p和hsa-miR-1237-3p。这些miRNA的靶基因被进一步筛选，并通过交集分析确定了与circXPNPEP3存在潜在调控关系的mRNA，包括SOX4、CREB5、ZFP36L1、GRAMD1B和PROM1。这些基因的异常表达可能与DN的病理过程密切相关，如细胞外基质（Extracellular Matrix, ECM）积累、血管生成障碍和胆固醇稳态失衡等。

为了验证circXPNPEP3的稳定性，研究人员对其在血清中的耐受性进行了测试。通过模拟反复冻融循环和室温储存条件，结果显示circXPNPEP3在经历多次冻融后仍保持稳定，且在室温下储存4小时后未出现明显降解。这一结果表明，circXPNPEP3具有良好的保存特性，为其实现临床应用提供了重要的前提条件。同时，研究人员还评估了circXPNPEP3与DN患者临床特征之间的关系，发现其表达水平与尿白蛋白/肌酐比值（uACR）和估算肾小球滤过率（eGFR）密切相关。这进一步支持了circXPNPEP3作为DN诊断标志物的潜力。

在诊断价值方面，circXPNPEP3的高AUC值（0.8389）表明其在区分DN患者与健康人群方面具有较高的准确性。这一结果为未来开发基于circXPNPEP3的非侵入性诊断工具提供了理论依据。同时，研究还指出，circXPNPEP3的表达水平与DN的严重程度存在正相关，提示其可能作为评估疾病进展的指标之一。然而，尽管circXPNPEP3在DN中的表达上调已被证实，其具体的调控机制和在疾病发展中的作用仍需进一步实验验证。

研究还提到，circXPNPEP3的ceRNA网络可能通过影响多个关键信号通路来参与DN的病理过程。例如，hsa-miR-135b-5p被报道在糖尿病视网膜病变中具有促进血管生成的作用，而hsa-miR-135a-3p则被发现能够抑制血管生成，这提示这些miRNA在DN中可能具有双重作用。此外，hsa-miR-1237-3p的表达与特定脂肪酸浓度相关，可能在代谢异常中发挥作用。这些miRNA的异常表达可能通过调控其靶基因，如SOX4、CREB5、ZFP36L1、GRAMD1B和PROM1，进而影响DN的病理过程。

尽管circXPNPEP3在DN中的表达上调已被证实，但其作为生物标志物的应用仍面临诸多挑战。首先，circRNA的检测方法需要进一步标准化，以确保不同实验室之间的结果一致性。目前，qRT-PCR、滚环扩增和数字PCR等技术虽然能够检测circRNA，但其灵敏度和特异性仍需优化。其次，确定合适的截断值以区分健康个体与DN患者是实现其临床应用的关键。这一过程需要大规模的验证研究，以确保候选circRNA的诊断效能。此外，circRNA在不同体液中的表达动态和稳定性也需要进一步研究，以评估其作为动态生物标志物的潜力。最后，circXPNPEP3的功能机制目前主要依赖于生物信息学预测，缺乏直接的实验验证，因此需要进一步的机制研究来明确其在DN中的具体作用。

本研究的局限性在于其采用的是单中心的病例对照设计，未来需要更大规模、多中心的前瞻性研究来验证circXPNPEP3的诊断价值。此外，由于本研究主要基于uACR阈值定义DN病例，因此无法直接比较circXPNPEP3与uACR的诊断准确性。未来研究应纳入未选择的队列，以更全面地评估circXPNPEP3在DN诊断中的作用。同时，由于本研究为回顾性设计，缺乏纵向数据，因此无法评估circXPNPEP3在疾病进展或治疗干预中的动态变化。因此，未来需要前瞻性研究来验证其作为动态生物标志物的潜力。

总体而言，circXPNPEP3在DN组织和血清中的表达上调为探索其作为非侵入性诊断标志物提供了重要线索。其在血清中的稳定性以及与DN临床特征的显著相关性，使其在临床实践中具有应用价值。然而，要实现其在DN诊断和治疗中的广泛应用，仍需克服检测方法标准化、临床验证以及功能机制研究等多方面的挑战。未来的研究应着重于这些领域，以进一步明确circXPNPEP3的生物学功能和临床意义，推动其在DN诊断和治疗中的实际应用。